现场电流表显示误差原因分析

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摘 要：现场电流表误差是工作实际中经常出现的问题，该问题给工作的正常运转带来了很大的隐患，在此，本文详尽分析了现场电流表误差产生的原因，以期为实际工作带来有效的解决措施。

关键词：电流表；误差；措施

中图分类号：TM933.1 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（201029(C)-0102-01

我公司电机功率在30KW以上的设备，在现场箱、低配室均配置了电流表，且在DCS主控也有电流显示，目的是在三地均可监视到大功率设备的运行状况。但是，我公司一至四期有部分设备现场电流显示误差较大，这给设备的正常运行带来了很大隐患。为此下面我们来分析一下我公司部分设备电流显示误差较大的原因：

一、从原理上来分析电流回路导线电阻对电流表显示的影响

电流互感器及电流表的电流回路等效电路如下图：

上图中各符号表示的意义为：

I2――互感器二次侧电流；

I0――互感器二次线圈励磁电流；

B――表示二次线圈的磁通密度；

L――表示电流表线圈及线路电抗；

R――表示导线Rx和电流表内阻Rg的和；

H――表示磁场强度；

Ix――表示流过线路的电流。

由上图我们建立数学模形，可得：

I2=I0+Ix （1）

I1=K×I2 （2）

N2×dФ/dt=L×dI2/dt+I2×R （3）

Ф=BS （4）

由上（1）、（2）得：

Ix=I1/K－I0 （5）

将（4）、（5）代入（3）解微分方程得：

（N2×S×dB/dt+I1×L/N2×dH/dt）/I1（1/K－H/K）=R （6）

由上（6）式可以看出：

当R为0时，也就是说将互感器两端短接。由上（6）式知：N2×S×db/dt=-I1×L/N2×dh/dt

当R为∞时，也就是说将互感器两端断路。由上（6）式知：N2×S×db/dt+I1×L/N2×dh/dt=∞，即db/dt增大为∞

它表示的物理意义是：铁芯磁通严重饱和，铁芯会严重发热，可能烧坏互感器。

由此我们可以得出结论：当电流信号线路电阻增大时，也即电流表线路长或线径减小时都会造成现场电流表显示值减小。由于我们现场箱电流表距电流互感器的距离远超过了允许值范围（最长的线长约700米），所以其显示值偏小是无法避免的。

二、从电流回路中分析互感器容量对电流表显示的影响

我们知道电流互感器名牌中一个很重要的参数是容量，对于电流显示回路有如下关系：

S=I2×Z

式中S――表示互感器的额定容量；

I――表示互感器二次回路的额定电流；

Z――表示二次回路的总阻抗。

这里互感器的额定容量有多种规格可供在实际情况下选择，二次额定电流已标准化，我们常用的为5A。这样上式即变为S=25Z。这就是说，电流互感器在选型设计时容量的选择要根据其回路中负荷的变化而变化。

由此理论可以看出：我们现场箱电流表容量为5VA，电流信号传输距离最长的约350米（即线长约700米），信号线为3mm2，这种设计方法已违背了上述正确显示的理论，这就是现场箱显示电流误差的原因。

三、从现场实际接线来看

现场箱电流表采用图一接线时，电流显示误差较大，其误差随连接导线的长度不同，误差一般在15%―30%；现场电流表采用图二接线时，误差随连接导线的长度不同，误差一般在5%―15%；DCS电流显示误差，一般是变频器设备，这主要是DCS标定不正确造成，DCS标定应为变频器或软启动器内置互感器变比相一致，否则就会有误差；变频器设备现场箱电流表显示与变频器电流显示误差，主要原因是现场箱电流信号取自于变频设备的一次电流。

为解决现场箱电流表距互感器较远而造成显示误差大这一问题，我们在五期工程设计中将其0―5A交流显示电机电流变为直流4―20mA在现场箱显示电机电流，即从根本上解决了电流显示误差这一问题。

作者单位：东方希望（三门峡）铝业有限公司电气管理处

参考文献：

[1]韩永仁.电流表测量误差分析.宁夏化工.2010,(03).

[2]卢成生.机旁电流表的测量误差及减小误差的有效措施.石油化工自动化.2009,(05).

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